Отримання трансгенних рослин картоплі (Solanum tuberosum L.), що містять антизмістовну послідовність гена проліндегідрогенази
Анотація
Мета. Метою роботи було отримання трансгенних рослин картоплі районованих в Україні сортів, у яких проходить експресія дволанцюгового РНК-супресора проліндегідрогенази, що призводить до зменшення деградації проліну і підвищення його концентрації в рослині. Методи. Для отримання трансгенних рослин використовували опосередкований Аgrobaсterium tumefaciens метод генетичної трансформації міжвузлів асептичних рослин картоплі бінарним вектором pBi2E, що містив інвертований повтор ыз двох копій першого екзону гена проліндегідрогенази та ген стійкості до канаміцину (nptII). Результати. В результаті проведених експериментів було отримано стійкі до канаміцину трансгенні лінії рослин картоплі сортів Dеsiree, Білоруська 12 та Слов’янка. Трансгенну природу отриманих рослин було підтверджено за допомогою ПЛР з праймерами, специфічними до першого екзону гена проліндегідрогенази та nptII гена. Висновки. Запропоновані умови генетичної трансформації та вибраний агробактеріальний штам дозволяють із високою ефективністю отримувати трансгенні рослини як модельного сорту Dеsiree, так і сортів Білоруська 12 та Слов’янка, які становлять практичний інтерес для вирощування в Україні.
Ключові слова: трансгенні рослини, картопля (Solanum tuberosum L.), стійкість до стресів, пролін.
Посилання
Kolodyazhnaya Ya.S., Titov S.E., Kochetov A.V., Komarova M.L., Romanova A.V., Koval’ V.S., Shumny V.K. Evaluation of salt tolerance in Nicotiana tabacum plants bearing an antisense suppressor of the proline dehydrogenase gene. Russian Journal of Genetics. 2006. Vol. 42, No. 2. P. 212–214.
Kolodyazhna Ya.S., Kutsokon N.K., Levenko B.A., Syutikova O.S., Rakhmetov D.B., Kochetov A.V. Transgenic plants tolerant to abiotic stresses. Cytology and Genetics. 2009. Vol. 43, No. 2, P. 132-149. doi: 10.3103/S0095452709020108
Kochetov A.V., Shumny V.K. Transgenic plants as genetic models for studying functions of plant genes. Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2017. Vol. 7, No. 4. P. 421–427. doi: 10.1134/S207905971704005.
Kuznetsov V.V., Shevyakova N.I. Proline under stress: biological role, metabolism, and regulation. Russian Journal of Plant Physiology. 1999. Vol. 46, № 2. P. 321–336.
Duchovskis P., Yuknis R., Brazaitite A., Zukauskaite I. Plant Response to Integrated Impact of Natural and Anthropogenic Stress Factors. Russian Journal of Plant Physiology. 2003. Vol. 50, No. 2. P. 147–154. Translated from Fiziologiya Rastenii. 2003. Vol. 50, No. 2. P. 165–173.
Nanjo T., Kobayashi M., Yoshiba Y. et al. Antisence suppression of proline degradation improves tolerance to freezing and salinity in Arabidopsis thaliana. FEBS Lett. 1999. 461. P. 205–210. doi: 10.1016/S0014–5793(99)01451–9.
Kolodyazhnaya Ya.S., Titov S.E., Kochetov A.V., Trifonova E.A., Romanova A.V., Komarova M.L., Koval V.S., Shumny V.K. Tobacco transformants expressing antisense sequence of proline dehydrogenase gene possess tolerance to heavy metals. Russian Journal of Genetics. 2007. Vol. 43, No. 7. P. 825–828.
Tishchenko O.M., Komisarenko A.G., Mykhalska S.I., Sergeeva L.E., Adamenko N.I., Morgun B.V., Kochetov A.V. Agrobacterium-mediated transformation of sunflower (Helianthus annuus L.) in vitro and in planta using Lba4404 strain harboring binary vector pBi2E with dsRNA-suppressor of proline dehydrogenase gene. Cytol. Genet. 2014. Vol. 48. P. 218–226. doi: 10.3103/S0095452714040094.
Voronova S.S., Goncharuk A.M., Bavol A.V., Dubrovnay O.V. Genetic transformation of bread wheat using vector constructs containing the genes of proline metabolism. Visn of Ukr Society of geneticists and breeders. 2015. Vol. 13, No. 1. P. 28–33.
Moiseeva Y.M., Velikov V.A., Volokhina I.V., Gusev Yu.S., Yakovleva O.S., Chumakov M.I. Agrobacterium-mediated transformation of maize with antisense suppression of the proline dehydrogenase gene by an in planta method. British Biotechnol. J. 2014. Vol. 4, No. 2. P. 116–125. doi: 10.9734/BBJ/2014/6504
Mykhalska S.I., Sergeeva L.E., Matveyeva A.Yu., Kobernik N.I., Kochetov A.V., Tishchenko O.M., Morgun V.V. The elevation of free proline content in osmotolerant transgenic corn plants with dsRNA suppressor of prolinedehydrogenase gene. Phisiol. Rasteniy i Genetica. 2014. Vol. 46, No. 6. P. 482–489. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/FBKR_2014_45_6_5 (Last accessed: 1.03.2018).
Sergeeva L.E., Dykun M.O., Bronnikova L.I. Reactions of corn cell cultures during hard osmotic stresses action. Factors in experimental evolution of organisms. 2017. Vol. 2. P. 178–182.
Murashige T., Skoog F. A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures. Physiol. Plantarum. 1962. Vol. 15, No. 3, P. 473–497. doi: 10.1111/j.1399–3054.1962.tb08052.
Doyle J.J., Doyle J.L. Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus. 1990. Vol. 12. P. 13–15.
Kikuchi A., Huynh H.D., Endo T., Watanabe K. Review of recent transgenic studies on abiotic stress tolerance and future molecular breeding in potato. Breeding science. 2015. Vol. 65. P. 85–102. doi: org/10.1270/jsbbs.65.85.
Han E.-H., Goo Y.-M., Lee･M.-K.,･Lee S.-W. An efficient transformation method for a potato (Solanum tuberosum L. var. Atlantic). J. Plant Biotechnol. 2015. Vol. 42. P. 77–82. doi: 10.5010/JPB.2015.42.2.77.
